Sensor Mikro Pendeteksi Kanker untuk Industri Biomedis

Liviu Movileanu, profesor fisika di College of Arts and Sciences di Syracuse University, New York, AS, menciptakan sensor kecil yang mampu mendeteksi, mengkarakterisasi, dan menganalisis protein-protein interactions (PPI) dalam serum darah. Informasi dari PPI bisa menjadi sebuah "anugerah" untuk industri biomedis, pasalnya para peneliti berusaha untuk meniadakan protein yang memungkinkan sel kanker tumbuh dan menyebar.

Temuan Movileanu diangkat dalam Nature Biotechnology dan ditulis bersama oleh Avinash Kumar Thakur, Siswa Phd. National Institutes of Health (NIH) juga mendukung dengan dana hibah 1,17 juta dolar AS untuk riset mereka selama empat tahun ini.

"Pengetahuan detail tentang genom manusia telah membuka batasan baru untuk identifikasi banyak protein fungsional yang terlibat dalam asosiasi fisik singkat dengan protein lain," kata Movileanu. "Gangguan besar dalam kekuatan PPI ini mengarah pada kondisi penyakit. Karena sifat sementara dari interaksi ini, metode baru diperlukan untuk menilai mereka," kata Movileanu.

Masuk ke laboratorium, Movileanu mendesain, menciptakan, dan mengoptimalkan jenis unik alat biofisik yang disebut nanobiosensors. Alat-alat berbasis pori yang sangat sensitif ini mendeteksi proses mekanistik, seperti PPI, pada tingkat molekul tunggal.

Meskipun PPI terjadi di mana-mana di tubuh manusia, mereka sulit dideteksi dengan metode yang sudah ada karena mereka (yaitu, PPI yang mempengaruhi sinyal sel dan perkembangan kanker) berlangsung sekitar satu milidetik.

Respons Movileanu adalah menciptakan lubang di membran sel - sebuah lubang yang dikenal sebagai nanopore - di mana dia menembakan arus listrik. Ketika protein mendekati atau melalui nanopore, intensitas perubahan saat ini. Perubahan memungkinkan dia untuk menentukan sifat setiap protein dan akhirnya identitasnya.

Konsep ini tidak baru dan pertama kali diartikulasikan pada 1980-an - tetapi hanya baru-baru ini para ilmuwan mulai membuat dan mengkarakterisasi nanobiosensor dalam skala besar untuk mendeteksi DNA, gula, bahan peledak, racun dan bahan berskala nano lainnya.

Movileanu berharap teknik real time-nya akan mendeteksi kanker sebelum menyebar. Salah satu jenis kanker yang sangat menarik minat Mobileanu adalah adalah leukemia limfositik, penyakit agresif yang dimulai di sumsum tulang dan mengalir ke dalam darah. Karena sel-sel leukemia tidak matang dan mati dengan baik, sel-sel itu sering lepas kendali.

"Sel-sel leukemia menumpuk di sumsum tulang dan mengeluarkan sel-sel normal dan sehat," Movileanu menjelaskan. "Tidak seperti kanker lain, yang biasanya mulai di payudara, usus besar atau paru-paru, leukemia limfositik berasal dari kelenjar getah bening."

Untuk masa depan, Movileanu ingin mempelajari PPI dalam sampel biologis yang lebih kompleks, seperti sel lisat (cairan yang mengandung sel-sel "hancur") dan biopsi jaringan.

"Jika kita tahu bagaimana bagian-bagian individual dari fungsi sel, kita dapat mencari tahu mengapa sel menyimpang dari fungsi normal menuju keadaan seperti tumor," kata Movileanu, yang memperoleh gelar Ph.D. dalam fisika eksperimental dari University of Bucharest di Rumania. "Sensor kecil kami dapat melakukan hal-hal besar untuk skrining biomarker, profil protein, dan studi skala besar protein," kata Movileanu. nik/berbagai sumber/E-6